水库补偿机理和补偿效益计算方法研究

论文摘要

随着我国水电梯级大开发和水资源统一管理制度健全,水库的作用不仅表现在综合利用,而且呈现出流域化、生态化趋势,水库群统一调度迫切需要解决补偿效益的计算和分配问题,而现有的理论和方法已不能满足实践需求。因此,论文以黄河龙羊峡、刘家峡等水库为例,针对水库补偿效益产生机理、水库生态补偿效益、环境补偿效益、防凌补偿效益等进行了研究,具有重要的理论意义和应用价值。研究取得的主要成果如下：(1)水库补偿效益产生机理研究。从调节型水库对过流水资源价值影响入手,揭示了水库补偿效益产生机理：通过大坝作功,水库改变过流水资源价值,水资源的流动特性使得相关对象在投资不变的情况下,直接或间接利用价值变化的水资源,所得的利益发生变化,利益变化部分是水库改变水资源价值的效益外部化,即产生水库补偿效益。(2)环境补偿效益研究。水库环境补偿效益主要包括水库对大气环境补偿效益、河道水体环境补偿和环境资源补偿效益,给出相应定义和计算方法。研究建立了大气环境补偿效益成本模型,得出龙羊峡水库大气环境补偿效益有先增大后减小的变化趋势；刘家峡水库大气环境补偿效益具有随着时间推移而减小的规律。改进污径比,提出水库对下游河道水体环境补偿效益计算方法,并计算了2003年龙羊峡和刘家峡水库相应水环境补偿效益。环境资源补偿效益主要是指耕地环境、文化自然景观的旅游环境、人工湿地环境三个方面补偿效益,计算了龙羊峡水库和刘家峡水库的环境资源补偿效益。(3)生态补偿效益研究。水库生态补偿效益分为河道外生态补偿效益和河道内补偿效益；河道外生态补偿效益包括湖泊补水、湿地补水、相邻河流补水对应的生态补偿效益；河道内生态补偿效益包括非汛期生态基流、防断流补水、汛期生态洪水输沙生态补偿效益。研究给出各种补偿效益的定义和计算方法。采用生态系统服务的意愿支付法,研究了2006年小浪底水库引黄济淀的河道外生态补偿效益；利用水库群补偿调节计算结果,研究了龙羊峡和刘家峡两库对黄河防断流补偿效益的动态特性。根据洪水塑造河流形态为生物提供生境的主要生态功能,提出多泥沙河流上水库生态洪水补偿效益正负判别依据和生态洪水补偿效益计算方法。(4)防凌补偿效益研究。利用冰水力学理论,揭示了龙羊峡和刘家峡水库联合运用改变宁蒙河段冰塞特性的机理,从理论上得出凌汛新问题的根源是龙羊峡和刘家峡水库联合运用加剧了宁蒙河道淤积；调水调沙是宁蒙河段防凌和解决凌汛新问题的关键措施之一。研究给出水库防凌补偿效益定义及计算方法,大柳树水库的防凌补偿效益主要包括消减宁蒙河段凌灾、提高防护对象防凌标准和防凌安全、补偿上游梯级水库发电和补偿刘家峡水库综合用水。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 水库作用显著
• 1.1.2 梯级水库开发出现高潮
• 1.1.3 水库作用的生态化和流域化
• 1.1.4 黄河梯级水电基地发展需求
• 1.2 研究目的与研究意义
• 1.3 国内外研究进展
• 1.4 研究发展趋势
• 1.5 研究内容及创新点
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 研究创新点
• 1.6 研究技术路线
• 2 水库补偿效益理论体系研究
• 2.1 水库补偿效益概念及内涵
• 2.1.1 水库补偿效益概念
• 2.1.2 水库补偿效益内涵
• 2.2 水库补偿效益组成
• 2.3 水库补偿关系研究
• 2.3.1 水库补偿与被补偿关系分析
• 2.3.2 调节与反调节补偿系统分析
• 2.3.3 串联、并联与混联水库群补偿关系分析
• 2.3.4 补偿模式分类
• 2.4 水库补偿效益产生机理
• 2.5 水库补偿效益计算原理
• 2.6 小结
• 3 水库补偿效益产生机理研究
• 3.1 河流水资源价值理论
• 3.1.1 水资源价值研究进展
• 3.1.2 水资源价值理论
• 3.1.3 水资源价值构成及其变化
• 3.1.4 水资源价值特性
• 3.1.5 水资源使用价值的特性
• 3.2 调节型水库对过流水资源价值的影响
• 3.2.1 水库调节原则
• 3.2.2 水库调节改变过流水资源劳动价值机理
• 3.2.3 水库调节改变过流水资源稀缺价值机理
• 3.2.4 水库调节对水资源产权价值的影响
• 3.3 水库补偿的经济外部性
• 3.4 水库补偿效益实现
• 3.5 本章小结
• 4 水库群补偿调节模型及其求解
• 4.1 黄河上游梯级水库补偿效益计算的基本资料
• 4.1.1 径流资料
• 4.1.2 径流资料分析
• 4.1.3 需水资料
• 4.1.4 河口镇补水约束
• 4.1.5 地下水资料
• 4.1.6 防凌约束
• 4.1.7 蒸发渗漏损失
• 4.2 黄河上游梯级水库补偿调度分析
• 4.2.1 黄河上游梯级水库补偿调节特点
• 4.2.2 补偿效益计算方案设置
• 4.3 黄河上游梯级水库补偿调度仿真模型及求解
• 4.3.1 梯级水库补偿调度仿真模型
• 4.3.2 补偿调度仿真模型求解
• 4.4 小结
• 5 水库环境补偿效益研究
• 5.1 水库环境补偿效益相关概念界定
• 5.1.1 环境概念及研究内容
• 5.1.2 水库环境补偿效益定义及研究范围
• 5.2 大气环境补偿效益研究
• 5.2.1 大气环境补偿效益计算思路
• 5.2.2 大气环境补偿效益成本模型计算法
• 5.2.3 大气环境补偿效益计算实例
• 5.3 河道水体环境补偿效益研究
• 5.3.1 河道水体环境补偿效益研究思路
• 5.3.2 河道水体环境补偿效益定量化方法
• 5.3.3 河道水体环境补偿效益实例
• 5.4 环境资源补偿效益研究
• 5.4.1 水库变化导致环境资源变化
• 5.4.2 环境资源补偿效益计算研究
• 5.4.3 环境资源补偿效益实例分析
• 5.5 环境补偿效益产生机理分析
• 5.6 小结
• 6 水库生态补偿效益研究
• 6.1 水库生态补偿效益相关概念界定
• 6.1.1 生态系统概念及研究内容
• 6.1.2 水库生态补偿效益
• 6.2 水库对生态系统的影响
• 6.3 河道外生态补偿效益
• 6.3.1 河道外生态补偿效益分析
• 6.3.2 全球和中国生态系统服务的价值
• 6.3.3 河道外生态补偿效益计算方法
• 6.3.4 河道外补偿效益实例—引黄济淀
• 6.4 河道内生态补偿效益
• 6.4.1 河流生态流量
• 6.4.2 河道内生态流量补偿效益
• 6.5 河流生态基流补偿效益
• 6.5.1 生态基流补偿效益量化思路
• 6.5.2 河道流量生态贡献评价
• 6.5.3 生态基流补偿效益计算步骤
• 6.5.4 河流生态基流补偿效益实例
• 6.6 防断流补偿效益
• 6.6.1 河道断流的两种含义和相关分析
• 6.6.2 黄河断流的历史与其原因
• 6.6.3 龙羊峡和刘家峡水库缓解90年代黄河断流的贡献
• 6.6.4 龙羊峡和刘家峡水库不同水平年下防断流补水量
• 6.6.5 龙羊峡和刘家峡水库不同水平年下防断流补偿效益
• 6.7 生态洪水补偿效益
• 6.7.1 防洪减灾和实现洪水资源化的意义
• 6.7.2 生态洪水补偿效益量化思路
• 6.7.3 生态洪水补偿效益实例
• 6.8 本章小结
• 7 水库防凌补偿效益研究
• 7.1 水库防凌补偿效益概念界定
• 7.2 冰凌的形成及演变
• 7.2.1 冰盖的形成及演变
• 7.2.2 冰塞的形成及演变
• 7.2.3 冰坝的形成及演变
• 7.2.4 冰盖、冰塞和冰坝的形成条件及其影响因子
• 7.3 水库运用改变冰塞机理研究
• 7.3.1 龙、刘两库联合运用对宁蒙河段影响
• 7.3.2 龙、刘两库联合运用前后冰塞特性变化
• 7.3.3 龙、刘两库联合运用改变冰塞特性的机理
• 7.3.4 宁蒙河段凌灾新问题的根源及防治措施
• 7.4 水库防凌调度
• 7.5 水库防凌补偿效益分析
• 7.6 大柳树水库防凌补偿效益实例
• 7.6.1 大柳树水库防凌补偿效益分项
• 7.6.2 水库防凌补偿效益计算原理
• 7.6.3 大柳树水库防凌补偿效益计算
• 7.7 本章小结
• 8 结论与建议
• 8.1 研究结论
• 8.2 研究建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 1.在校期间撰写和发表的论文
• 2.参与科研项目